DE69834552T2 - BICYCLE SUSPENSION DEVICE - Google Patents
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Description
GEBIET DER ERFINDUNGAREA OF INVENTION
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Aufhängungssystem gerichtet, das insbesondere für Fahrzeuge, wie Fahrräder, nutzbar ist. Insbesondere ist die Erfindung auf ein verbessertes Viergelenkgestängeaufhängungssystem gerichtet, das insbesondere für die hintere Aufhängung eines Fahrrads nutzbar ist.The The present invention is directed to a suspension system which especially for Vehicles, such as bicycles, is usable. In particular, the invention is an improved Four-bar linkage suspension system directed, in particular for the rear suspension a bicycle is usable.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND THE INVENTION
Viele Fahrzeuge verwenden Aufhängungssysteme, um Stöße aufgrund des Terrains, das das Fahrzeug überfährt, aufzunehmen. Off-Road-Fahrzeuge, wie Lastwagen, Motorräder und Fahrräder haben gewöhnlich Aufhängungssysteme, die größeren Verfahrweg für die Räder aufweisen, so dass größere Stöße aufgenommen werden können. Die Aufhängungssysteme an Fahrrädern sind vor allem so gestaltet, um ein niedriges Gewicht zu besitzen und geeignete Aufhängungseigenschaften für ein System, das ein sich bewegendes Schwerkraftzentrum, d.h. den Fahrer, aufweist.Lots Vehicles use suspension systems, due to shocks of the terrain that passes over the vehicle. Off-road vehicles, such as trucks, motorcycles and bicycles have usually Suspension systems, the larger travel path for the Have wheels, so that larger bumps are picked up can be. The suspension systems on bicycles are mainly designed to have a low weight and suitable suspension properties for a System that is a moving center of gravity, i. the driver, having.
Fahrradhinteraufhängungen sind gewöhnlich mit einem einzelnen Drehpunkt ausgeführt. Das heißt, das Hinterrad des Fahrrads ist an einen Schwingarm gekoppelt, und der Schwingarm ist an einem einzelnen Drehpunkt an den Fahrradrahmen gekoppelt. Somit bewegt sich das Hinterrad entlang einem Bogen um diesen einzelnen Drehpunkt.Bicycle rear suspensions are ordinary executed with a single pivot point. That is, that Rear wheel of the bicycle is coupled to a swing arm, and the Swing arm is at a single pivot on the bicycle frame coupled. Thus, the rear wheel moves along an arc this single pivot.
Zahlreiche Hinteraufhängungen sind mit einem Drehpunkt auf der gleichen Höhe wie die Hinterradachse und/oder etwa wie das Kurbelanordnungszentrum ausgeführt. Sobald die Hinterachse über den Drehpunkt geht, neigt die Kettenkraft dazu, die Aufhängung in zusätzliche Kompression zu ziehen. Dies bauscht die Aufhängung auf und erzeugt einen Eindrückeffekt, der beim Radfahren gespürt werden kann. Nicht nur der Eindrückeffekt kann gespürt werden, sondern es besteht auch ein Verlust an Pedalenergie. Ein anderes mit diesem Aufhängungstyp verbundenes Problem ist, dass der Schwingarm parallel zum Boden ist. Wenn das Hinterrad ein Schlag trifft, ist die resultierende Kraft gewöhnlich in einem Winkel von 15° bis 20° zu der Horizontalen. Somit zieht ein wesentlicher Teil der resultierenden Kraft an dem Schwingarm und bremst den Fahrer ab.numerous rear suspensions are with a pivot point at the same height as the rear wheel axle and / or like running the crank assembly center. Once the rear axle over the Fulcrum goes, the chain force tends to the suspension in additional To pull compression. This upsets the suspension and creates one sag effect, who felt while cycling can be. Not just the impressing effect can feel but there is also a loss of pedal energy. One other with this type of suspension Connected problem is that the swing arm parallel to the ground is. When the rear wheel hits a blow, the resulting is Force usually at an angle of 15 ° to 20 ° to the Horizontal. Thus, a substantial part of the resulting draws Force on the swing arm and brakes the driver.
Um diese Probleme zu überwinden, wurde bei vielen Aufhängungseinheiten der Drehpunkt über den vorderen Kettenring angehoben. Durch diese Maßnahme wird der Eindrückeffekt und der Zug auf die Aufhängung verringert oder eliminiert. Bei diesen Systemen ist die von einem auftreffenden Schlag resultierende Kraft auf das Hinterrad mehr senkrecht zu dem Schwingarm. Dies verringert den Rückwärtszug auf den Schwingarm und das Fahrrad. Allerdings neigen diese Aufhängungssysteme während des Kompressionsverfahrwegs des Hinterrades dazu, das Hinterrad in eine Rückwärtsrichtung zu zwingen, was einen Zug auf die Kette ausübt. Somit wehrt sich die Kettenspannung gegen den Aufhängungsverfahrweg, insbesondere am oberen Ende des Kompressionsverfahrwegs.Around to overcome these problems was at many suspension units the fulcrum over raised the front chainring. This measure will the impressing effect and the train on the suspension reduced or eliminated. In these systems, the one of striking shock resulting force on the rear wheel more perpendicular to the swing arm. This reduces the backward pull the swingarm and the bike. However, these suspension systems tend while the compression travel of the rear wheel to the rear wheel in a reverse direction to force what has a pull on the chain. Thus, the chain tension resists against the suspension travel path, especially at the top of the compression travel path.
Das US-Patent Nr. 5,452,910, erschienen für Trevor Harris am 26. September 1995, offenbart ein Viergelenkgestängeaufhängungssystem, bei dem der Schwingarm an das Fahrradunterrohr an zwei Orten angeschlossen ist. Die Aufhängung ist ausgeführt, um eine geradlinige Trajektorie des Hinterrades in eine Aufwärts- und Rückwärtsrichtung bei einem Winkel, der ungefähr 20° bis 30° bezüglich einer Vertikallinie durch die Hinterachse beträgt, zu liefern. Wie oben behandelt, würde dies gewöhnlich wie eine hohe Einzeldrehpunkteinheit Kettenspannung erzeugen. Harris hat dieses Problem durch Befestigung der Kurbelanordnung direkt an dem Schwingarm überwunden. Dieser Systemtyp wird als vereinigter Rückschwingarm bezeichnet, und die Kurbelanordnung bewegt sich mit dem Schwingarm. Dies erzeugt zwei sehr signifikante Probleme. Erstens bewegt sich der Schwingarm, um die Hinterradachse in eine Richtung nach hinten zu bewegen, in einer Rückwärtsrichtung relativ zu dem Rahmen. Da die Kurbelanordnung an dem Schwingarm befestigt ist, bewegt sie sich ebenfalls. Somit bewegt sich die Kurbelanordnung unter dem Fahrer zurück und nach vorn, wenn das Aufhängungssystem in Betrieb ist. Nicht nur das erzeugt eine seltsame Empfindung, sondern die Kraft, die der Fahrer auf die Pedalen aufbringen kann, wird verringert, wenn die Pedalen sich nicht an der optimalen Position befinden. Außerdem liegt eine Hauptzielsetzung jeder Aufhängungseinheit darin, ein geringes ungefedertes Gewicht zu haben, d.h. in den meisten Fällen das Gewicht des Hinterrades und des Schwingarms. Allerdings wird bei einem vereinigten System wie diesem das Kurbelanordnungsgewicht und das Fahrergewicht, wenn er steht, zu dem ungefederten Gewicht addiert. Praktisch hindert dies das Aufhängungssystem daran, überhaupt zu reagieren. Somit sind signifikante Probleme mit diesem Aufhängungstyp verbunden.The U.S. Patent No. 5,452,910 issued to Trevor Harris on September 26 1995, discloses a four link linkage suspension system in which the swing arm connected to the bicycle down tube in two places. The suspension is executed around a rectilinear trajectory of the rear wheel in an upward and reverse direction at an angle that is about 20 ° to 30 ° with respect to one Vertical line through the rear axle is to deliver. As discussed above, would this usually like a high single pivot unit generate chain tension. harris has this problem by attaching the crank assembly directly overcome on the swing arm. This type of system is referred to as a united Rückschwingarm, and the crank assembly moves with the swing arm. This generates two very significant problems. First, the swing arm moves, to move the rear wheel axle in a rearward direction, in a reverse direction relative to the frame. Since the crank assembly on the swing arm is attached, it also moves. Thus, the moves Crank assembly under the driver back and forward if that suspension system is in operation. Not only that creates a strange sensation, but the power the rider can apply to the pedals is reduced when the pedals are not in the optimal position are located. Furthermore a main objective of each suspension unit is a small one to have unsprung weight, i. in most cases that Weight of the rear wheel and the swing arm. However, at a united system like this the crank assembly weight and the rider's weight when standing, to the unsprung weight added. In practice, this prevents the suspension system from ever closing react. Thus, there are significant problems with this type of suspension connected.
Das
in dem US-Patent Nr. 4,671,525 offenbarte Aufhängungssystem besitzt auch ein
Viergelenkgestängesystem,
bei dem der Schwingarm in eine Richtung nach hinten bewegt wird,
um eine nach hinten und aufwärts
gerichtete Hinterradtrajektorie zu liefern. Wie oben behandelt,
wird die Aufhängungsbewegung
bei diesem Typ von Einheit durch die Kettenspannung eingeschränkt. Um
das oben behandelte Kettenspannungsproblem zu vermeiden, beruht
dieses System auf mehreren Ketten. Die kleineren Ketten
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung ist auf ein verbessertes Aufhängungssystem gerichtet zur Aufnahme von auf ein Hinterrad eines einen Rahmen aufweisenden Fahrzeugs ausgeübten Stößen. Das System ist so gestaltet, um eine effizienten Mechanismus zu schaffen zur Unterstützung des Hinterrads, nach oben und über eine Unebenheit zu kommen, ohne signifikante Kettenspannung zu erzeugen oder einen Eindrückeffekt aufzuweisen.The The present invention is directed to an improved suspension system directed to take on a rear wheel of a frame exercised vehicle Shocks. The System is designed to create an efficient mechanism for support the rear wheel, up and over one Unevenness to come without generating significant chain tension or an indentation effect exhibit.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Aufhängungssystem bereitgestellt, das ein Rad an einen Fahrzeugrahmen koppelt, wobei das Aufhängungssystem umfasst:
- a. einen Schwingarm, der erste und zweiten Enden aufweist, wobei der Schwingarm an dem ersten Ende an eine Radachse gekoppelt ist;
- b. zumindest zwei Verbindungsglieder, die den Schwingarm drehbar mit einem Fahrzeugrahmen verbinden, wobei der Schwingarm an einem ersten von den zumindest zwei Verbindungsgliedern an dem zweiten Ende und an einem zweiten von den zumindest zwei Verbindungsgliedern an einem Ort entlang des Armes zwischen den ersten und zweiten Enden gekoppelt ist;
- c. und einen bewegten, äquivalenten Drehpunkt, definiert als der Bewegungspunkt, um den die Radachse in einem Bogen verfährt, der sich oberhalb eines Kurbelanordnungszentrums befindet, wobei sich der Bewegungspunkt während der Aufwärtsbewegung der Radachse in eine Vorwärts- und Abwärtsrichtung bewegt, und der so angeordnet ist, dass sich die Radachse in eine Aufwärts- und Rückwärtsrichtung bewegt während einem anfänglichen Teil der Aufwärtsbewegung der Radachse.
- a. a swing arm having first and second ends, the swing arm coupled to a wheel axle at the first end;
- b. at least two links pivotally connecting the swing arm to a vehicle frame, the swing arm coupled to a first of the at least two links at the second end and to a second of the at least two links at a location along the arm between the first and second ends is;
- c. and a moving, equivalent fulcrum defined as the movement point about which the wheel axle travels in an arc located above a crank assembly center, the moving point moving in a forward and downward direction during the upward movement of the wheel axle and thus arranged in that the wheel axle moves in an upward and rearward direction during an initial part of the upward movement of the wheel axle.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere auf ein Aufhängungssystem für ein Fahrzeug, wie ein Fahrrad, gerichtet, das ein Viergelenkgestänge aufweist, um einen vorteilhaften Hinterradverfahrweg zu erzeugen. Insbesondere stellt das Aufhängungssystem einen Hinterradverfahrweg bereit, der es dem Hinterrad ermöglicht, vorteilhaft auf einen anfänglichen Schlagstoß zu reagieren und dann einer Bahn zu folgen, die nicht nennenswert von einem Bogen um das Kurbelanordnungszentrum abweicht, so dass das System keine signifikante Kettenspannung erzeugt.The The present invention is particularly related to a suspension system for a Vehicle, such as a bicycle, directed, which has a four-bar linkage, to produce an advantageous Hinterradverfahrweg. Especially represents the suspension system a rear wheel travel that allows the rear wheel beneficial to an initial one Blow to react and then follow a path that is not appreciable of deviates an arc around the crank assembly center, so that the System generated no significant chain tension.
Das Aufhängungssystem umfasst im Wesentlichen ein Rahmenteil, das einen ersten Verbindungspunkt und einen zweiten Verbindungspunkt aufweist; ein Hinterrad, das eine Hinterradachse aufweist; einen Schwingarm, der zwei Enden aufweist, wobei der Schwingarm an einem Ende an die Hinterradachse gekoppelt ist und an dem anderen Ende einen dritten Verbindungspunkt und einen vierten Verbindungspunkt aufweist; ein erstes Verbindungsglied, das den ersten Verbindungspunkt an dem Rahmen mit dem dritten Verbindungspunkt an dem Schwingarm koppelt; ein zweites Verbindungsglied, das den zweiten Verbindungspunkt an dem Rahmen mit dem vierten Verbindungspunkt an dem Schwingarm koppelt; und einen Stoßdämpfer, der zwischen den Schwingarm und den Rahmen gekoppelt ist, um Widerstand gegen die durch Stoß auf das Hinterrad verursachte Relativbewegung zwischen dem Schwingarm und dem Rahmen zu erzeugen. Der Rahmen, der Schwingarm und die ersten und zweiten Verbindungsglieder sind so konfiguriert, um ein Viergelenkgestänge zu bilden, das ein Momentanzentrum aufweist, welches sich durch einen wesentlichen Teil des Aufhängungskompressionshubs in einer vertikalen Abwärtsrichtung bewegt. Außerdem ist das Aufhängungssystem so konfiguriert, dass sich das Momentanzentrum durch einen wesentlichen Teil des Aufhängungskompressionshubs auch in einer im Wesentlichen Vorwärtsrichtung bewegt. Auf diese Weise liefert das Aufhängungssystem einen Schwingarm, der sich im Wesentlichen senkrecht zu der Schlagkraft befindet, der aber keine signifikante Kettenspannung erzeugt.The suspension system essentially comprises a frame part which has a first connection point and a second connection point; a rear wheel, that has a rear wheel axle; a swing arm having two ends, wherein the swing arm is coupled at one end to the rear wheel axle is at the other end a third connection point and a fourth connection point; a first link, that is the first connection point on the frame with the third connection point coupled to the swing arm; a second link that the second connection point on the frame with the fourth connection point coupled to the swing arm; and a shock absorber between the swingarm and the frame is coupled to resist the by bumping on the frame Rear wheel caused relative movement between the swing arm and to create the frame. The frame, the swing arm and the first and second links are configured to form a four-bar linkage which has a moment center, which is characterized by a substantial Part of the suspension compression stroke in a vertical downward direction emotional. Furthermore is the suspension system like this configured that the instant center by a substantial Part of the suspension compression stroke also moved in a substantially forward direction. To this Way delivers the suspension system a swing arm, which is essentially perpendicular to the impact force but does not generate significant chain tension.
Das Aufhängungssystem ist weiter vorzugsweise so konfiguriert, dass sich das Momentanzentrum in einer vertikalen Höhe befindet, die beim Start des Kompressionsverfahrweges oberhalb der Hinterradachse ist und die, wenn sich die Hinterradachse an ihrer maximalen Kompressionshubhöhe befindet, unterhalb der Hinterradachse liegt.The suspension system is further preferably configured to be the instant center in a vertical height located at the start of Kompressionsverfahrweges above the Rear axle is and which, if the rear wheel axle at its maximum compression stroke is located below the rear axle.
Die vorliegende Erfindung ist auch auf ein ein Rad an einen Fahrzeugrahmen koppelndes Aufhängungssystem gerichtet, das einen Schwingarm zur Kopplung an eine Radachse, eine Kupplung zur drehbaren Verbindung des Schwingarms an einem Fahrzeugrahmen und einen bewegten effektiven Drehpunkt, erzeugt durch die Kupplung, der sich während Aufwärtsbewegung der Radachse in Vorwärts- und Abwärtsrichtung bewegt, umfasst.The present invention is also directed to a suspension system coupling a wheel to a vehicle frame which includes a swing arm for coupling to a wheel axle, a clutch for rotatable Connecting the swing arm to a vehicle frame and a moving effective pivot point, generated by the clutch, which moves during upward movement of the wheel axle in the forward and downward directions comprises.
Die vorliegende Erfindung ist auch auf eine Fahrrad gerichtet, das umfasst: einen Rahmen, aufweisend eine daran gekoppelte Kurbelanordnung; ein Vorderrad, eine vordere Gabelanordnung zur Kopplung des Vorderrades an den Rahmen; ein Hinterrad und eine Aufhängungsanordnung zur Kopplung des Hinterrades an den Rahmen. Das Aufhängungssystem umfasst: einen Schwingarm, aufweisend ein erstes, an das Hinterrad gekoppeltes Ende und ein zweites, zwei Verbindungspunkte aufweisendes Ende; ein erstes Verbindungsglied, das an einen der Schwingarmverbindungspunkte und an den Rahmen gekoppelt ist, und ein zweites Verbindungsglied, das an den anderen der Schwingarmverbindungspunkte und an den Rahmen gekoppelt ist. Der Rahmen, der Schwingarm und die ersten und zweiten Verbindungsglieder sind konfiguriert, um einen effektiven Drehpunkt zu bilden, der sich oberhalb der Kurbelanordnung befindet und der sich in eine generell Vorwärtsrichtung bewegt, wenn sich das Hinterrad in eine Aufwärtsrichtung bewegt. Somit wird das Hinterrad mittels der ersten und zweiten Verbindungsglieder in eine Vorwärtsrichtung gezogen, um das Rad bei der Überwindung des Hindernisses zu unterstützen. Weiter vorzugsweise ist das Aufhängungssystem so konfiguriert, dass der anfängliche Kompressionsverfahrweg des Hinterrades in Aufwärts- und Rückwärtsbewegung erfolgt, das heißt abweichend von einem Bogen um die Kurbelarmanordnung, so dass der Rückwärtszug auf den Schwingarm von der anfänglichen Stoßkraft verringert wird. Indes ist das Aufhängungssystem auch so konfiguriert, dass während des späteren Teils des Kompressionsverfahrwegs das Hinterrad im Wesentlichen dem Bogen um die Kurbelanordnung folgt, so dass die Kettenspannung minimiert wird.The The present invention is also directed to a bicycle comprising: a frame having a crank assembly coupled thereto; a front wheel, a front fork assembly for coupling the front wheel to the frame; a rear wheel and a suspension assembly for coupling the rear wheel to the frame. The suspension system includes: a Swing arm, comprising a first, coupled to the rear wheel End and a second, two connection points end; a first link connected to one of the swing arm connection points and coupled to the frame, and a second link, at the other of the Schwingarmverbindungspunkte and the frame is coupled. The frame, the swing arm and the first and second Connecting links are configured to be an effective pivot point to form, which is located above the crank assembly and the in a generally forward direction moves when the rear wheel moves in an upward direction. Thus, will the rear wheel by means of the first and second connecting links in a forward direction pulled to the wheel in overcoming to support the obstacle. More preferably, the suspension system configured so that the initial Compression travel of the rear wheel in upward and backward movement takes place, that is different from an arc around the crank arm assembly so that the reverse pull on the swing arm from the initial one thrust is reduced. However, the suspension system is also configured to that while later Part of the compression travel the rear wheel substantially following the arc around the crank assembly so that the chain tension is minimized.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION THE DRAWINGS
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELSDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT
Wie
oben behandelt, ist die vorliegende Erfindung auf ein Aufhängungssystem
für ein
Fahrzeug, wie das in in
Das
Fahrrad
Die
Aufhängungsanordnung
Mit
Bezug auf die
Am
anderen Ende des Verbindungsglieds
Das
erste Glied
Der
Stoßdämpfer
Mit
Bezug auf die
Wie
in
Schließlich ist
ein Bogen
Mit
Bezug nun auf
Mit
Bezug nun auf
Der
Abstand d3 zwischen der Hinterradachse
Mit
Bezug nun auf
Somit
erstreckt sich die Aufhängungsanordnung
Die
Aufhängungsanordnung
Die folgende Tabelle legt, wie oben behandelt, die bevorzugten Parameter des Aufhängungsverfahrwegs dar:
- ST
- = Aufhängungsverfahrweg in Zentimetern
- d1
- = vertikaler Abstand zwischen Momentanzentrum und Kurbelanordnungszentrum in Zentimetern
- d2
- = horizontaler Abstand zwischen Momentanzentrum und Zentrum der Kurbelanordnung in Zentimetern
- d3
- = Abstand zwischen Hinterradachse und Bogen um das Zentrum der Kurbelanordnung in Zentimetern
- Δd3
- = Betrag d3, geändert seit der letzten Messung, in Zentimetern
- (Die Werte für ST, d1, d2, d3 und Δd3 in Inch sind in der obigen Tabelle in Klammern gesetzt.)
- ST
- = Suspension travel in centimeters
- d 1
- = vertical distance between instantaneous center and center of crank arrangement in centimeters
- d 2
- = horizontal distance between the instantaneous center and the center of the crank assembly in centimeters
- d 3
- = Distance between rear axle and arc around the center of the crank assembly in centimeters
- Δd 3
- = Amount d 3 , changed since the last measurement, in centimeters
- (The values for ST, d 1 , d 2 , d 3 and Δd 3 in inches are in brackets in the above table.)
Mit
Bezug nun auf die
In
Wie
dargestellt, befindet sich das Momentanzentrum IC in einer Höhe d4 oberhalb der Hinterradachse
Außerdem zeigt
die Tangente
Mit
Bezug nun auf
Mit
Bezug auf
Die folgende Tabelle legt die bevorzugten Parameter des Aufhängungsverfahrwegs, wie oben behandelt, dar:
- ST
- = Aufhängungsverfahrweg in Zentimetern
- d4
- = vertikaler Abstand
des Momentanzentrums IC oberhalb der Hinterradachse
60 in Zentimetern - θ2
- = Winkel des abgewinkelten
Schwingarms
32 - θ3
- = Winkel des Schwingarms
32 mit Bezug auf die originäre Position des zweiten Glieds36 - θ4
- = Winkel des Schwingarms
32 mit Bezug auf die momentane Position des ersten Glieds34
- (Die Werte für ST und d4 in Inch sind in der obigen Tabelle in Klammern gesetzt.)
- ST
- = Suspension travel in centimeters
- d 4
- = vertical distance of the instantaneous center IC above the rear wheel axle
60 in centimeters - θ 2
- = Angle of the angled swing arm
32 - θ 3
- = Angle of the swing arm
32 with reference to the original position of the second link36 - θ 4
- = Angle of the swing arm
32 with respect to the current position of the first link34
- (The values for ST and d4 in inches is set in the table above in parentheses.)
Mit
Bezug auf die obige Tabelle ist, da der Winkel θ3 größer als
45° und
kleiner als 90° startet,
die Rotationsrichtung des zweiten Glieds
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